JP2015188963A - 切削ブレード - Google Patents
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Abstract
【課題】化合物半導体ウエーハ等を切削する場合であっても、所定の切削距離はチッピングおよびクラックを発生させることがない切削ブレードを提供する。【解決手段】切削ブレード28は電着砥石からなる切刃50を有しており、切刃50は、天然または合成ダイヤモンド砥粒および立方晶窒化硼素砥粒からなる群から選ばれた超砥粒と、超砥粒を固めたニッケル電着層とから構成されており、切削ブレード28の外周から中心に向かう50μmまでの切刃50の先端領域50aの表面粗さが0.25〜0.48μmの範囲内であり、先端領域50aにおいて、露出する超砥粒の平均粒径が1.75〜1.77μm、標準偏差が0.45〜0.55の範囲内であり、露出する超砥粒の数が1225〜1300個の範囲内である。【選択図】図9
Description
本発明は、化合物半導体等の切削に適した切削ブレードに関する。
ダイシング装置(切削装置)は、スピンドルの先端にフランジを取り付け、このフランジに薄い切刃を有する切削ブレードを装着してナットで固定し、ICまたはLSI等が形成されたシリコン半導体ウエーハおよび化合物半導体ウエーハや、光導波路等が形成されたニオブ酸リチウム(LN)等のセラミック基板、樹脂基板およびガラス板等を切断し、個々のLSIチップ、電子デバイスまたは光デバイスに分割する分野で使用されている。
ダイシング装置で使用される切削ブレードには大別して2種類が存在する。その一つはハブブレードと呼ばれ、円形ハブを有する円形基台の外周にニッケル母材中にダイヤモンド砥粒が分散されてなる切刃を電着して構成されている。他の一つはリング状ブレードまたはオールブレードと呼ばれ、円形基台の全面にニッケル母材中にダイヤモンド砥粒が分散されてなる切刃を電着して構成されている。
いずれのタイプの切削ブレードも、ICまたはLSI等が形成されたシリコン半導体ウエーハの切削には非常に適しており、特開2014−17432号公報に開示されているウエーハの加工装置に組み込まれて使用される。
しかしながら、同一の装置条件で化合物半導体ウエーハを切削した場合に、使用する切削ブレードによっては切削距離が短いにもかかわらずウエーハにチッピングおよびクラックが発生するという問題があった。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、化合物半導体ウエーハ等を切削する場合であっても、所定の切削距離はチッピングおよびクラックを発生させることが少ない切削ブレードを提供することを目的とする。
本発明の切削ブレードは、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削する切削手段とを備えた切削装置で使用する切削ブレードであって、前記切削ブレードは、電着砥石からなる切刃を有する円形状であり、前記切削手段に回転可能に支持されており、該切刃は、天然または合成ダイヤモンド砥粒および立方晶窒化硼素砥粒からなる群から選ばれた超砥粒と、フッ素系樹脂粒と、前記超砥粒と前記フッ素系樹脂粒を混在して固めたニッケル電着層とから構成されており、前記切削ブレードの外周から中心に向かう50μmまでの前記切刃の先端領域の表面粗さが0.25〜0.48μmの範囲内であり、前記先端領域において、露出する前記超砥粒の平均粒径が1.75〜1.77μm、標準偏差が0.45〜0.55であり、露出する前記超砥粒の数が1225〜1300個であることを特徴とする。
本発明の切削ブレードによれば、前記切削ブレードは電着砥石からなる切刃を有しており、該切刃は、天然または合成ダイヤモンド砥粒および立方晶窒化硼素砥粒からなる群から選ばれた超砥粒と、前記超砥粒を固めたニッケル電着層とから構成されており、前記切削ブレードの外周から中心に向かう50μmまでの前記切刃の先端領域の表面粗さが0.25〜0.48μmの範囲内であり、前記先端領域において、露出する前記超砥粒の平均粒径が1.75〜1.77μm、標準偏差が0.45〜0.55の範囲内であり、露出する前記超砥粒の数が1225〜1300個の範囲内である。よって、本発明の切削ブレードによれば、所定の切削距離はチッピングおよびクラックを発生させることが少ない切削ブレードを提供することができる。
以下、本発明の切削ブレードの実施の形態の例について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の例は本発明の実施の形態を例示するものであって、本発明はこれらの実施の形態の例に限定されるものではない。
図1は本発明の切削ブレードの一実施形態が装着された切削装置(ダイシング装置)2の外観を示しており、この切削装置2は、セラミックウエーハ等の難切削材をダイシングして個々のチップ(デバイス)に分割することができる。
切削装置2の前面側には、オペレータが加工条件等の装置に対する指示を入力するための操作手段4が設けられている。装置上部には、オペレータに対する案内画面や後述する撮像手段によって撮像された画像が表示されるCRT等の表示手段6が設けられている。
図2に示すように、ダイシング対象のウエーハWの表面においては、第1ストリートS1と第2ストリートS2とが直交して形成されており、第1ストリートS1と第2ストリートS2とによって区画されて多数のデバイスDがウエーハW上に形成されている。
ウエーハWは粘着テープであるダイシングテープTに貼着され、ダイシングテープTの外周縁部は環状フレームFに貼着されている。これにより、ウエーハWはダイシングテープTを介してフレームFに支持された状態となり、図1に示したウエーハカセット8中にウエーハが複数枚(例えば25枚)収容される。ウエーハカセット8は上下動可能なカセットエレベータ9上に載置される。
ウエーハカセット8の後方には、ウエーハカセット8から切削前のウエーハWを搬出するとともに、切削後のウエーハをウエーハカセット8に搬入する搬出入手段10が配設さ
れている。ウエーハカセット8と搬出入手段10との間には、搬出入対象のウエーハが一時的に載置される領域である仮置き領域12が設けられており、仮置き領域12には、ウエーハWを一定の位置に位置合わせする位置合わせ手段14が配設されている。
れている。ウエーハカセット8と搬出入手段10との間には、搬出入対象のウエーハが一時的に載置される領域である仮置き領域12が設けられており、仮置き領域12には、ウエーハWを一定の位置に位置合わせする位置合わせ手段14が配設されている。
仮置き領域12の近傍には、ウエーハWと一体となったフレームFを吸着して搬送する旋回アームを有する搬送手段16が配設されており、仮置き領域12に搬出されたウエーハWは、搬送手段16により吸着されてチャックテーブル18上に搬送され、このチャックテーブル18に吸引されるとともに、複数の固定手段19によりフレームFが固定されることでチャックテーブル18上に保持される。
チャックテーブル18は、回転可能且つX軸方向に往復動可能に構成されており、チャックテーブル18のX軸方向の移動経路の上方には、ウエーハWの切削すべきストリートを検出するアライメント手段20が配設されている。
アライメント手段20は、ウエーハWの表面を撮像する撮像手段22を備えており、撮像により取得した画像に基づき、パターンマッチング等の処理によって切削すべきストリートを検出することができる。撮像手段22によって取得された画像は、表示手段6に表示される。
アライメント手段20の左側には、チャックテーブル18に保持されたウエーハWに対して切削加工を施す切削手段24が配設されている。切削手段24はアライメント手段20と一体的に構成されており、両者が連動してY軸方向およびZ軸方向に移動する。
切削手段24は、回転可能なスピンドル26の先端に切削ブレード28が装着されて構成され、Y軸方向およびZ軸方向に移動可能となっている。切削ブレード28は撮像手段22のX軸方向の延長線上に位置している。
図3を参照すると、スピンドル26と、スピンドル26に装着されるブレードマウント36との関係を示す分解斜視図が示されている。スピンドルユニット30のスピンドルハウジング32中には、図示しないサーボモータにより回転駆動されるスピンドル26が回転可能に収容されている。スピンドル26はテーパ部26aおよび先端小径部26bを有しており、先端小径部26bには雄ねじ34が形成されている。
ブレードマウント36はボス部(凸部)38と、ボス部38と一体的に形成された固定フランジ40とから構成されており、ボス部38には雄ねじ42が形成されている。さらに、ブレードマウント36は装着穴43を有している。
ブレードマウント36は、装着穴43にスピンドル26の先端小径部26bおよびテーパ部26aを挿入して、ナット44を雄ねじ34に螺合して締め付けることにより、図4に示すようにスピンドル26の先端部に取り付けられる。
図4はブレードマウント36が固定されたスピンドル26と、切削ブレード28との装着関係を示す分解斜視図である。切削ブレード28はハブブレードと呼ばれ、円形ハブ48を有する円形基台46の外周にニッケル母材中にダイヤモンド砥粒およびフッ素系樹脂粒が分散された切刃50が電着されて構成されている。
切削ブレード28の装着穴52をブレードマウント36のボス部38に挿入し、固定ナット54をボス部38の雄ねじ42に螺合して締め付けることにより、図5に示すように切削ブレード28がスピンドル26に取り付けられる。
図6は、リング状またはワッシャー状の切削ブレード56をスピンドル26に装着する様子を示す分解斜視図が示されている。切削ブレード56はその全体が電鋳された切刃(電着砥石)から構成されている。切削ブレード56は、リング状基台の全面にニッケル母材中にダイヤモンド砥粒およびフッ素系樹脂粒が分散された電鋳砥石が形成されている。
ブレードマウント36のボス部38に切削ブレード56を挿入し、さらに着脱フランジ58をボス部38に挿入して、固定ナット54を雄ねじ42に螺合して締め付けることにより、切削ブレード56は固定フランジ40と着脱フランジ58により両側から挟まれてスピンドル26に取り付けられる。
図7は、切削ブレードとして第1実施形態のハブブレード28を採用した切削手段24の拡大斜視図が示されている。ブレードカバー60は切削ブレード28をカバーする機能を有し、このブレードカバー60には切削ブレード28の側面に沿って伸長する図示しない切削水ノズルが取り付けられている。切削水が、パイプ72を介して図示しない切削水ノズルに供給される。
着脱カバー62は、ねじ64によりブレードカバー60に取り付けられる。着脱カバー62は、ブレードカバー60に取り付けられた際、切削ブレード28の側面に沿って伸長する切削水ノズル70を有している。切削水は、パイプ74を介して切削水ノズル70に供給される。
ブレード検出ブロック66は、ねじ68によりブレードカバー60に取り付けられる。ブレード検出ブロック66には発光素子および受光素子からなる図示しないブレードセンサが取り付けられており、このブレードセンサにより切削ブレード28の切刃50の状態を検出する。
ブレードセンサにより切刃50の欠け等を検出した場合には、切削ブレード28を新たな切削ブレードに交換する。ブレードセンサの位置を調整するための調整ねじ76が設けられている。
次に、切削ブレード28の製造方法について図8を参照して説明する。切削ブレード28は図8に示すような電着ブレード製造装置80を使用して製造される。電着槽82内には硫酸ニッケルまたは硝酸ニッケル等の電解液84が蓄えられており、この電解液84中にダイヤモンド砥粒86およびポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂粒88が混入されている。フッ素系樹脂としては、フッ化黒鉛、テトラフルオロエチレン、二硫化モリブデン等も採用可能である。
電解液84中には電着面47を上にして切削ブレード28の基台46およびニッケル等の電解金属90が浸漬されている。ここで、基台46の電着面47には、電着面47の外周部のみが露出するようにマスキングを施して、基台46を、電着面47を上にして電解液84中に浸漬する。基台46は電源92の−端子に接続され、電解金属90は電源92の+端子に接続されている。
このように構成される電着ブレード製造装置80において、電源92により基台46と電解金属90との間に所定の電圧を印加すると、電解液84中に混入したダイヤモンド砥粒86およびフッ素系樹脂粒88が沈降して基台46の電着面47に堆積するとともに、電解金属によって電着面47においてメッキされて電解金属中に固定されたダイヤモンド砥粒86およびフッ素系樹脂88を含んだ電着層(メッキ層)94が成長していく。
そして、電着層94が所望の厚さまで形成された後、基台46を電解液84から取り出
すと、マスキングされていない電着面47の外周部のみ所定量の電着層94が形成される。この電着層94が切刃50となる。
すと、マスキングされていない電着面47の外周部のみ所定量の電着層94が形成される。この電着層94が切刃50となる。
このようにして製造された切削ブレード28は、ドレッシングボード等を利用して被加工物を研削加工する前に切刃50のドレッシングを行なう。ドレッシングボードの材質、ドレッシング時の切削ブレード28の回転数、切刃50のドレッシングボードへの切り込み深さ等のドレッシング条件によって切刃50の状態が異なる。
切刃50の切削ブレード28の外周から中心に向かう50μmまでの先端領域50aの表面粗さが0.25〜0.48μmの範囲内であり、先端領域50aにおいて、露出するダイヤモンド砥粒86の平均粒径が1.75〜1.77μm、標準偏差が0.45〜0.55の範囲内であり、露出するダイヤモンド砥粒86の数が1200〜1325個の範囲内であることが好ましい。これらの範囲外であれば化合物半導体ウエーハにチッピングまたはクラックが発生するためである。
ドレッシング条件を異ならせることによって表1に示すような切刃の状態を有する切削ブレードを用意した。表1に示すのは切刃の切削ブレードの外周から中心に向かう50μmまでの先端領域の状態である。
算術平均粗さ(Ra)は、接触式、非接触式の表面粗さ計を用いることができる。算術表面粗さを単に表面粗さということもある。本例では、KEYENCE製のレーザーマイクロスコープV−KX100を用いて、レンズ倍率1000倍、AIスキャンモードのRa複数線粗さモードで測定した。
上記レーザーマイクロスコープを用いて観察した画像を、画像解析ソフト「WinRoof」によって露出した砥粒の粒径、数などを測定した。測定領域は、切刃の切削ブレードの外周から中心に向かって50μm、切削ブレードの外周に沿って100μmの5000μm2の領域である。
作製した切削ブレードを用いて、化合物半導体であるGaAsウエーハのダイシングを行なった結果を表1に示す。
切削距離が1250mを超えるまでチッピングおよびクラックが発生しなかったものは評価結果を○、1250m未満でチッピングおよびクラックが発生したものは評価結果を×とした。
チッピングおよびクラックが発生しないとは、切削した面に沿った長さが3μm以上のチッピングおよびクラックの無い状態のことである。
所定の切削距離である1250mを越えるまでチッピングおよびクラックが発生しなかった切削ブレードの先端領域の状態は、表面粗さが0.25〜0.48μmの範囲内であ
り、露出した砥粒の平均粒径は1.75μm〜1.77μmの範囲内であり、標準偏差は0.45〜0.55の範囲内であり、数は1221〜1303個の範囲内であった。
り、露出した砥粒の平均粒径は1.75μm〜1.77μmの範囲内であり、標準偏差は0.45〜0.55の範囲内であり、数は1221〜1303個の範囲内であった。
2 切削装置
18 チャックテーブル
24 切削手段
26 スピンドル
28 切削ブレード
30 スピンドルユニット
36 ブレードマウント
40 固定ブラケット
44 固定ナット
50 切刃
50a 先端領域
56 リング状切削ブレード
58 着脱フランジ
80 電着ブレード製造装置
82 電着槽
84 電解液
86 ダイヤモンド砥粒(超砥粒)
88 フッ素系樹脂粒
90 電解金属
92 電源
94 電着層
18 チャックテーブル
24 切削手段
26 スピンドル
28 切削ブレード
30 スピンドルユニット
36 ブレードマウント
40 固定ブラケット
44 固定ナット
50 切刃
50a 先端領域
56 リング状切削ブレード
58 着脱フランジ
80 電着ブレード製造装置
82 電着槽
84 電解液
86 ダイヤモンド砥粒(超砥粒)
88 フッ素系樹脂粒
90 電解金属
92 電源
94 電着層
Claims (1)
- 被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削する切削手段とを備えた切削装置で使用する切削ブレードであって、
前記切削ブレードは、電着砥石からなる切刃を有する円形状であり、前記切削手段に回転可能に支持されており、
該切刃は、天然または合成ダイヤモンド砥粒および立方晶窒化硼素砥粒からなる群から選ばれた超砥粒と、フッ素系樹脂粒と、前記超砥粒と前記フッ素系樹脂粒を混在して固めたニッケル電着層とから構成されており、
前記切削ブレードの外周から中心に向かう50μmまでの前記切刃の先端領域の表面粗さが0.25〜0.48μmの範囲内であり、
前記先端領域において、露出する前記超砥粒の平均粒径が1.75〜1.77μm、標準偏差が0.45〜0.55であり、露出する前記超砥粒の数が1225〜1300個であることを特徴とする切削ブレード。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014067587A JP2015188963A (ja) | 2014-03-28 | 2014-03-28 | 切削ブレード |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014067587A JP2015188963A (ja) | 2014-03-28 | 2014-03-28 | 切削ブレード |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015188963A true JP2015188963A (ja) | 2015-11-02 |
Family
ID=54423934
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014067587A Pending JP2015188963A (ja) | 2014-03-28 | 2014-03-28 | 切削ブレード |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2015188963A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018060912A (ja) * | 2016-10-05 | 2018-04-12 | 株式会社ディスコ | 加工方法 |
JP2020116654A (ja) * | 2019-01-21 | 2020-08-06 | 株式会社ディスコ | 導波管の加工方法 |
-
2014
- 2014-03-28 JP JP2014067587A patent/JP2015188963A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2020116654A (ja) * | 2019-01-21 | 2020-08-06 | 株式会社ディスコ | 導波管の加工方法 |
JP7166733B2 (ja) | 2019-01-21 | 2022-11-08 | 株式会社ディスコ | 導波管の加工方法 |
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